Wie lange kann eine Gleitringdichtung trockenlaufen?

Gleitringdichtungen sind Präzisionskomponenten, die Flüssigkeitslecks in rotierenden Geräten wie Pumpen verhindern sollen. Gleitringdichtungen benötigen für ihre ordnungsgemäße Funktion einen dünnen Schmierfilm, es kann jedoch vorkommen, dass eine Dichtung ohne diesen Schmierfilm „trocken“ läuft. Im Allgemeinen können die meisten Gleitringdichtungen nur wenige Sekunden bis wenige Minuten im Trockenlauf aushalten, bevor erhebliche Schäden auftreten.

Faktoren, die die Trockenlaufzeit beeinflussen

Dichtungsdesign und -materialien

Das Design und die verwendeten Materialien in einem Gleitringdichtung Die Fähigkeit, ohne Beschädigung trocken zu laufen, wird erheblich beeinträchtigt. Dichtungen aus härteren, verschleißfesteren Materialien wie Siliziumkarbid vertragen Trockenlauf länger als weichere Materialien wie Kohlenstoffgraphit. Auch die Geometrie der Dichtungsflächen, wie z. B. das Auswuchtverhältnis und die Ebenheit der Flächen, beeinflusst die Trockenlauffähigkeit.

Betriebsbedingungen

Faktoren wie Wellendrehzahl, Druck und Temperatur beeinflussen, wie lange eine Dichtung ohne Schmierung auskommt. Höhere Drehzahlen erzeugen mehr Wärme und Verschleiß, was die Trockenlaufzeit verkürzt. Erhöhter Druck zwingt die Dichtflächen enger zusammen, was zu größerer Reibung und Hitzestau führt. Extreme Temperaturen, sowohl hohe als auch niedrige, können die Dichtungsmaterialien schneller im Trockenbetrieb.

Fluideigenschaften

Die abzudichtende Flüssigkeit spielt eine Rolle bei der Bestimmung der Trockenlaufbeständigkeit. Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität bieten weniger Schmierung und Kühlung als solche mit höherer Viskosität. Schleifpartikel oder korrosive Chemikalien in der Flüssigkeit beschleunigen den Verschleiß und die Beschädigung trocken laufender Dichtungsflächen. Flüssigkeiten mit guten Grenzschmiereigenschaften können die Trockenlaufbeständigkeit einer Dichtung verlängern.

Dichtungsflächendurchbiegung

Trockenlauf führt zu thermischer Verformung und ungleichmäßigem Verschleiß der Dichtflächen. Dies führt zu einer Verformung der Dichtflächen, wodurch diese nicht mehr plan und parallel sind. Übermäßige Verformung führt dazu, dass sich die Dichtflächen öffnen und Leckagen entstehen. Ausmaß und Geschwindigkeit der Verformung hängen von Faktoren wie dem Werkstoff der Dichtflächen, dem Ausgleichsverhältnis und dem Druckgeschwindigkeitswert (PV) ab. Dichtungen mit Dichtflächen, die die Verformung minimieren, können Versiegelung aufrechterhalten Wirksamkeit länger bei Trockenlauf.

Folgen von Trockenlauf

• Schneller Verschleiß der Dichtungsfläche: Ohne ordnungsgemäße Schmierung kommt es zu beschleunigtem Verschleiß der Dichtungsflächen, was zu vermehrten Leckagen und einer verkürzten Lebensdauer der Dichtung führt.
• Thermische Schäden: Durch Reibung erzeugte Wärme kann zu thermischen Schäden an den Dichtungsflächen, Sekundärdichtungen (O-Ringen) und anderen Komponenten führen und so zu vorzeitigem Ausfall führen.
• O-Ring-Schaden: Durch Überhitzung können die O-Ringe hart werden, ihre Elastizität verlieren oder sogar schmelzen, wodurch die Fähigkeit der Dichtung, das Prozessfluid zurückzuhalten, beeinträchtigt wird.
• Geräteschäden: Längerer Trockenlauf kann zu Schäden an der Anlage selbst führen, wie z. B. Wellenriefen, Lagerversagen oder Kavitation in Pumpen.
• Erhöhter Wartungsaufwand: Vorzeitiger Dichtungsausfall durch Trockenlauf führt zu häufigeren Dichtungswechseln und erhöhten Wartungskosten.
• Hohlraumbildung: Trockenlauf kann bei Pumpen Kavitation verursachen. Diese tritt auf, wenn die Flüssigkeit verdampft und Blasen bildet, die platzen und Stoßwellen erzeugen, die die Pumpenkomponenten beschädigen können.

Trockenlauf verhindern

• Richtige Schmierung: Sicherstellen einer ausreichenden Versorgung der Dichtungsflächen mit sauberer Schmierflüssigkeit. Hierzu gehört die richtige Dimensionierung und Wartung der Dichtungsrohrleitungen.
• Dichtungsunterstützungssysteme: Einsatz von Dichtungsunterstützungssystemen wie API Plan 53B (Sperrflüssigkeit zirkuliert durch Pumpenring) oder Plan 54 (externes Sperrflüssigkeitssystem) sorgt für zusätzliche Schmierung und Kühlung, um einen Flüssigkeitsfilm zwischen den Flächen aufrechtzuerhalten.
• Überwachung und Alarme: Installieren von Sensoren und Alarmen zur Überwachung abnormaler Dichtungskammer Druck, Temperatur und Vibration ermöglichen die frühzeitige Erkennung von Betriebsstörungen, die zu Trockenlauf führen könnten.
• Richtige Installation: Vorsichtig Dichtungsmontage Die Befolgung der Herstelleranweisungen und bewährter Verfahren der Branche trägt zur Gewährleistung optimaler Dichtungsleistung und -lebensdauer bei. Fehlausrichtung, falsche Einstellung der Federspannung und falsche Verrohrung können zu vorzeitigem Dichtungsausfall und Trockenlauf führen.
• Betrieb am Best Efficiency Point (BEP): Wenn das Gerät am oder nahe seinem besten Druckpunkt läuft, verringert sich die Belastung und Vibration der Dichtung, was ihre Gesamtlebensdauer und Trockenlaufbeständigkeit verlängert. Vermeiden Sie einen Betrieb weit vom besten Druckpunkt entfernt, insbesondere auf der Seite der Kurve mit niedrigem Durchfluss.
• Unterdruck aufrechterhalten: Passen Sie die Prozessbedingungen nach Möglichkeit an, um eine niedrigere Druck in der Dichtung Dadurch wird sichergestellt, dass die Flüssigkeit im Trockenbetrieb zu den Dichtungsflächen und nicht von ihnen weg fließt.
• Berücksichtigung der chemischen Verträglichkeit: Wählen Sie Dichtungsflächenmaterialien, die chemisch kompatibel und nicht reaktiv mit der abgedichteten Flüssigkeit sind. Bei einigen Materialkombinationen kann es beim Trockenlauf zu tribochemischen Reaktionen kommen, die die Flächen schnell beschädigen.
• Regelmäßige Wartung: Regelmäßige Inspektion, Reinigung und Austausch von Dichtungskomponenten Basierend auf einem vorbeugenden Wartungsplan bleibt die Dichtung in optimalem Betriebszustand. Das Erkennen übermäßigen Oberflächenverschleißes oder von Defekten vor dem Ausfall kann unerwarteten Trockenlauf verhindern.
• Bedienerschulung: Schulen Sie die Bediener gründlich in den korrekten Verfahren für den Dichtungsbetrieb, die Fehlersuche und das Abschalten der Anlage bei Verdacht auf Trockenlauf. Nehmen Sie Dichtungsfehler und die Trockenlaufvermeidung in Betriebsverfahren und Checklisten auf.